Напряжениега босқариладиган осциллятор | VCO

Napora chiqaruvchi generator (VCO), nomidan tushunarli bo'lganidek, generatorning chiqish sohati sirtqi naporadan bog'liq bo'ladi. Bu qandaydir generator bo'lib, u berilgan DC naporaga qarab katta oraliqdagi (bir nechta Gertziya-hundalangan Gertziya) chiqish signali chastotasi yaratishi mumkin.

Napora chiqaruvchi generatorning chastota boshqarishi

Ko'plab turdagi VCOlar ishlatiladi. U RC generator yoki multi-vibrator turi, LC yoki kristal generator turi bo'lishi mumkin. Agar u RC generator turi bo'lsa, chiqish signali chastotasi kapasitansga teskari proporsional bo'ladi.

LC generator holatida, chiqish signali chastotasi
Shunday qilib, biz aytishimiz mumkin, sirtqi napor yoki boshqaruv naporasi o'sayotganda, kapasitans kamayadi. Demak, boshqaruv naporasi va osillatsiyalar chastotasi doimiy proporsional. Ya'ni, biri o'sayotganda, ikkinchi biri ham o'sadi.

Yuqorida ko'rsatilgan rasmda napora chiqaruvchi generatorning asosiy ishlash prinsipi ifodalangan. Shu yerda, nominal boshqaruv naporasi VC(nom) da, generator bepul yoki normal chastotada fC(nom) da ishlaydi. Boshqaruv naporasi nominal naporadan pasayganda, chastota ham pasayadi va nominal boshqaruv naporasi o'sayotganda, chastota ham o'sadi.
Ushbu varactor diodlari (turli kapasitans oraliqlarda mavjud) bu o'zgaruvchan napor uchun ishlatiladi. Past chastotali generatorlar uchun, kapasitorlarning zaryadlanish tezligi napor bilan boshqariladigan aramlash manbalari orqali o'zgartiriladi, shunda o'zgaruvchan napor hosil bo'ladi.

Napora chiqaruvchi generator turlari

VCOlarni chiqish maydon shakli bo'yicha klassifikatsiya qilish mumkin:

• Garmonik generatorlar

• Relaksatsiya generatorlar

Garmonik generatorlar

Garmonik generatorlar tomonidan yaratilgan chiqish maydon shakli sinusoidal bo'ladi. Bu har qanday doimiy napora chiqaruvchi generator deb atalishi mumkin. Misollar: LC va kristal generatorlar. Bu yerda, varactor diodining kapasitansi uning ustidagi naporaga bog'liq bo'ladi. Bu esa LC shematika kapasitansini o'zgartiradi. Shunday qilib, chiqish chastotasi o'zgaradi. Afzalliklari - elektr energiyasiga, shumga va temperaturaga nisbatan chastota stabilizatsiyasi, chastota boshqarish aniqlik. Asosiy kamchilik - bu turdagi generatorlar monolitik IK-da oddiy ravishda amalga oshirilishi mumkin emas.

Relaksatsiya generatorlar

Garmonik generatorlar tomonidan yaratilgan chiqish maydon shakli piyoz shaklidir. Bu tur ko'proq komponentlardan foydalanib katta oraliqdagi chastotani berishi mumkin. Asosan, monolitik IK-da ishlatiladi. Relaksatsiya generatorlari quyidagi topologiyalarga ega bo'lishi mumkin:

• Vaqt pastdagi ring VCOlari

• Yerlashgan kapasitor VCOlari

• Emittor ulangan VCOlari

Bu yerda; vaqt pastdagi ring VCOlarda, amplifikatorlar halqa shaklida ulanadi. Nomidan tushunarli bo'lganidek, chastota har bir bosqichdagi vaqt pastiga bog'liq. Ikkinchi va uchinchi turdagi VCOlarning ishlash prinsipi juda oxshash. Har bir bosqichda sarflangan vaqt kapasitorning zaryadlanish va razryadlanish vaqtiga bog'liq bo'ladi.

Napora chiqaruvchi generator (VCO)ning ishlash prinsipi

VCO shematikalar bir nechta napor bilan boshqariladigan elektron komponentlar, masalan, varactor diodlari, transistorlar, Operatsion amplifikatorlar va boshqalar orqali ishlab chiqarilishi mumkin. Bu yerda, Operatsion amplifikatorlar orqali VCOning ishlashini tahlil qilamiz. Shematika quydagicha:

Bu VCOning chiqish maydon shakli kvadrat bo'ladi. Biz bilamiz, chiqish chastotasi boshqaruv naporaga bog'liq. Bu shematikada, birinchi operatsion amplifikator integrator vazifasini bajaradi. napora bo'linmasi usuli ishlatiladi. Bu sababli, berilgan boshqaruv naporaning yarmi birinchi operatsion amplifikatorning musbat terminaliga beriladi. Eyni darajadagi napora salbiy terminalda saqlanadi. Bu, R1 rezistorda yarmi boshqaruv naporasi bo'lgan napora pastini saqlash uchun kerak.
MOSFET yoqilganda, R1 rezistordan o'tkaziladigan og'hzon MOSFET orqali o'tadi. R2 ning rezistivligi, eyni napor pasti va R1dan ikki barobar og'hzon bo'ladi. Shunday qilib, qo'shimcha og'hzon ulangan kapasitorni zaryadlaydi. Birinchi operatsion amplifikator ushbu og'hzonni ta'minlash uchun o'sib boruvchi chiqish naporasi berishi kerak.
MOSFET o'chirilganda, R1rezistordan o'tkaziladigan og'hzon kapasitor orqali razryadlanadi. Birinchi operatsion amplifikatorning shu paytdagi chiqish naporasi pasayadi. Natijada, birinchi operatsion amplifikatorning chiqishida trapetsiyalik maydon shakli yaratiladi.
Ikkichi operatsion amplifikator Schmitt trigger vazifasini bajaradi. Uning kirishida birinchi operatsion amplifikatorning chiqishida hosil bo'lgan trapetsiyalik maydon shakli bo'ladi. Agar kirish naporasi chegaradan yuqori bo'lsa, ikkichi operatsion amplifikatorning chiqishida VCC bo'ladi. Agar kirish napora chegaradan past bo'lsa, ikkichi operatsion amplifikatorning chiqishida nol bo'ladi. Shunday qilib, ikkichi operatsion amplifikatorning chiqishida kvadrat maydon shakli yaratiladi.
VCO misoli LM566 IC yoki IC 566. Bu aslida 8 pinli integratsion shema bo'lib, u kvadrat va trapetsiyalik maydon shakllarini yaratishi mumkin. Ichki shematika quyidagicha:

Napora chiqaruvchi generatorning qo'llanmalar